淺析靜電噴涂專利技術

謝婭+張欽華

摘 要：基于CNABS和DWPI數據庫，通過檢索、統計和分析國內外靜電噴涂的專利申請文獻，重點剖析了靜電噴涂專利的申請量和地域分布，梳理了靜電噴涂領域的技術發展演進路線，歸納出本領域的技術發展重點和走向。

關鍵詞：靜電噴涂；申請量；地域分布；技術發展演進

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.240

0 引言

近年來，靜電噴涂技術在國內外迅猛發展，得到了廣泛應用。它不僅能節省涂料，降低對環境的污染程度，而且可以使噴涂工藝機械化、連續化、減少廢品率、獲得優異的涂膜性能，大大提高勞動生產率，改善勞動條件，從而獲得可觀的社會經濟效益[1]。目前采用的靜電噴涂設備除提高了自動化程度和生產效率外，還由原來的適應性差，高能耗，危險性大轉變為安全、低耗、適應性好、涂著率高的節能設備[2]。

靜電噴涂主要包括高壓電源、噴頭、針筒、注射泵和接收裝置，將制備好的聚合物溶液置于針筒中，由注射泵控制其流動速度，聚合物溶液從噴頭流出，噴頭與高壓電源正極相連接，利用高壓靜電電場使帶負電的涂料微粒沿著電場相反的方向定向運動，并將涂料微粒吸附在工件表面。

目前，針對靜電噴涂的技術研究主要集中在以下幾個方面：一、基于具有轉動的出口或偏轉部件的噴槍；二、基于無需使用噴槍或噴嘴裝置就能使液體或其他液態物質放電的裝置；三、基于提供液體或其他流態物質的裝置。

1 專利的申請量

從圖1中反映出，全球范圍內，靜電噴涂技術專利申請量總體上呈上升趨勢。專利申請量起始于上世紀70年代末80年代初，一直到1995年都處于相對低的水平，申請量較少，為技術起步階段；在1995年后，專利申請量呈大幅度上升趨勢，一直持續到2008年，為高潮期；在2009-2015年期間，申請量趨于平穩，為穩步發展期。中國國內專利申請量的走勢與全球范圍內申請量的走勢大致相同，甚至在2010年以后，其開始超過全球范圍內的申請量，說明在全球化的格局下，中國市場的專利布局與全球市場的專利布局比較同步，且在2004年以后，中國市場越來越多被眾多企業所重視，呈膨脹式增長。究其原因在于，靜電噴涂技術發展與汽車工業的發展密切相關，90年代中后期汽車工業發展迅猛，從而帶動靜電噴涂技術快速發展。

2 專利申請的地域分布

專利申請的地域分布可以反映出企業產品的市場重心。對靜電噴涂技術專利申請的所在國家和地區產權組織分布進行統計，排名前五位的分別是：日本、美國、德國、歐洲和中國，這五個國家和地區占據了所有專利申請的70%，是靜電噴涂技術最主要的技術市場，同時這五個國家和地區也是目前全球最大的五個汽車制造生產地區。

3 專利技術發展演進

通過對靜電噴涂技術各個時期的專利文獻進行梳理和分析，可以得到該領域的專利技術演進路線，如圖2所示。

靜電噴涂技術早期涉及的技術手段主要是整體結構和噴槍的設計。對于整體結構，較有代表性的是1973年松下電工株式會社申請的JPS5263236A。對于噴槍的設計，典型申請是Nordson申請的US4273293和Toyota申請的EP0034254A2，兩者均是基于具有轉動的出口或偏轉部件的噴槍的靜電噴涂裝置，且其此后一直是這個領域的熱點，始終受到企業的關注；此外，對于以使用氣體為特征的噴槍設計也是噴槍設計中的一個熱點，其主要用于粉末的靜電噴涂，具有代表性的申請為Nordson申請的EP0516462A1。隨著時間的推移，靜電噴涂技術的發展分支越來越廣，在80年代中期和90年代初，出現了針對放電裝置和供給裝置的研發分支。在針對放電裝置的研發方面，主要集中在利用感應放電、利用摩擦放電、使用放電電源放電和利用電弧放電等方面；針對供給裝置的研發主要集中在涂料的補充、涂料的供給、涂料的交換和多個涂料等方面，具有代表性的申請為Toyota申請的JP20030969311A。在2000年初期又出現了針對不需要噴槍就可實現靜電噴涂的裝置，這是一個新興的研發方向，其無需依賴噴槍，而是通過霧化頭或釋放插針等形式實現放電霧化，具有代表性的申請為松下電工株式會社申請的WO2004/205959A1，且其在接下來相當長一段時間內都對該研發方向投入巨大，申請了一系列相關專利，例如JP200668711A、JP2009268944A、JP201450151A，不用噴槍能使液體或其他液態物質放電的靜電噴涂裝置主要用于空氣加濕、食品保鮮、消毒、空氣清新等方面。

4 結語

本文對靜電噴涂專利技術進行分析和整理，重點關注了本領域的專利申請量和地域分布以及技術發展走向等信息，得出了本領域的技術發展重點和走向。

參考文獻：

[1]王家青，汪朝暉，胡迎鋒.靜電噴涂技術及其應用探討[J].表面工程，2006（01）：136-137.

[2]龐留澤.靜電噴涂原理及其應用[J].表面技術，1989（04）：27-30.

作者簡介：謝婭（1988-），女，湖南衡陽人，碩士研究生，從事專利審查工作。